基于五棱镜扫描法的大口径光学准直系统出射波前的检测

【摘要】： 近年来,大口径光学系统在天文光学、空间光学、地基空间目标的探测与识别以及惯性约束聚变(ICF)等高技术领域都得到了越来越广泛的应用。但大口径光学系统波面的检测却一直受到庞大的设备费用与测量设备较长加工周期的限制而没有得到很好的解决。为了以低成本、高分辨率检测光学系统中大口径光学元件,对于大口径光学系统波面检测技术的研究受到越来越多的重视。 文章中提出一种利用五棱镜扫描对大口径光学准直系统出射波前进行检测的方案。该方案对扩大空间测量范围、保持高空间分辨率、降低成本等方面都有重要意义。 文章研究用五棱镜扫描法检测大口径光学准直系统的出射波前。根据五棱镜使光线折转90度的特性使激光束精确转向,并对波面各采样点进行扫描。利用位置敏感探测器(PSD)探测扫描到的光斑,并计算得到光斑质心坐标。借助A/D卡采集数据,把质心坐标读入计算机,利用MATLAB编制的界面程序,实时处理并显示拟合的波面图。本文中,同时对波前检测中的各种误差源进行了详细的分析和讨论,包括导轨误差、五棱镜制造误差、PSD的误差以及环境扰动引入的误差,并给出了分离误差的方法,有利于五棱镜扫描法在大口径光学准直系统出射波前的检测中发挥最大性能。